这篇“JavaScript中的进制与进制转换是什么”文章的知识点大部分人都不太理解,所以小编给大家总结了以下内容,内容详细,步骤清晰,具有一定的借鉴价值,希望大家阅读完这篇文章能有所收获,下面我们一起来看看这篇“JavaScript中的进制与进制转换是什么”文章吧。
进制介绍
JavaScript
中提供的进制表示方法有四种:十进制、二进制、十六进制、八进制。对于数值字面量,主要使用不同的前缀来区分:
十进制(Decimal):取值数字
0-9
;不用前缀。二进制(Binary):取值数字
0
和 1
;前缀 0b
或 0B
。十六进制(Hexadecimal):取值数字
0-9
和 a-f
;前缀 0x
或 0X
。八进制(Octal):取值数字
0-7
;前缀 0o
或 0O
(ES6规定)。需要注意的是,非严格模式下浏览器支持:如果有前缀0并且后面只用到
0-7
八个数字的数值时,该数值视为八进制;但如果前缀0后面跟随的数字中有 8或者9
,则视为十进制。严格模式下,如果数字加前缀0,则报错:Uncaught SyntaxError: Decimals with leading zeros are not allowed in strict mode。
各进制的数值,如果取值数字超过给定的范围,则会报错:Uncaught SyntaxError: Invalid or unexpected token。
在JavaScript内部的默认情况下,二进制、十六进制、八进制字面量数值,都会自动转为十进制进行运算。
0x22 // 34
0b111 // 7
0o33 // 27
0x22 + 0b111 // 41
0o33 + 12 // 39
(0x33).toString() // 51
(0x33).valueOf() // 51
除了十进制是Javascript默认的数字进制以外,其他三种进制方式平时使用较少,主要在处理Blob数据、字节编码或者位运算、转义字符等等时候才会碰到。
进制转换
下文将主要讨论进制转换时的问题。
JavaScript 提供了原生函数,进行十进制与其他各进制之间的相互转换。
其中,从其他进制转换成十进制,有三种方式:
parseInt()
,Number()
,+
(一元运算符)。这三种方式都只能转换整数。从十进制转换成其他进制,可以使用
Number.prototype.toString()
。支持小数。parseInt(str, radix)
第一个参数是需要解析的字符串;其他进制不加前缀。
第二个参数是一个进制基数,表示转换时按什么进制来理解这个字符串,默认值10,表示转十进制。
第二个参数如果非数字,则自动转数字,如无法转称数字则忽略该参数;是数字时,必须是
2-36
的整数,超出该范围,返回 NaN
。parseInt('1111', 2) // 15
parseInt('1234', 8) // 668
parseInt('18af', 16) // 6319
parseInt('1111') // 1111
如果不传入第二参数,则
parseInt
会默认使用十进制来解析字符串;但是,如果字符串以 0x
开头,会被认为是十六进制数。而其他进制的字符串,
0o21(八进制)
,0b11(二进制)
不会以该进制基数自动转换,而是得到 0
。所以,在使用
parseInt
进行进制转换时,为了保证运行结果的正确性和稳定性,第二个参数不能省略。parseInt('0x21') // 33
parseInt('0o21') // 0
parseInt('0b11') // 0
parseInt('111', 'add') // 111
parseInt('111', '787') // NaN
如果需要解析的字符串中存在对于当前进制基数无效的字符,则会从最高位取有效字符进行转换,没有效字符则返回
NaN
。parseInt('88kk', 16) // 136,=== 0x88
parseInt('kk', 16) // NaN
Number()
可以把字符串转为数字,支持其他进制的字符串,默认转成十进制数字。
字符串中如果存在无效的进制字符时,返回
NaN
。记住,需要使用进制前缀,
0b
,0o
,0x
。Number('0b11100') // 28
Number('0o33') // 27
Number('0x33') //51
Number('0x88kk') // NaN
+(一元运算符)
与
Number()
一样,可以把字符串转为数字,支持其他进制的字符串,默认转成十进制数字。字符串中如果存在无效的进制字符时,返回
NaN
。也需要使用进制前缀。
+'0b11100' // 28
+'0o33' // 27
+'0x33' //51
+'0x88kk' // NaN
可以看到,基本和
Number()
是一样的,也在本质上是对数字的一种转换处理。Number.prototype.toString(radix)
它支持传入一个进制基数,用于将数字转换成对应进制的字符串,它支持转换小数。
未指定默认值为
10
,基数参数的范围 2-36
,超过范围,报错:RangeError。15..toString(2) // 1111
585..toString(8) // 1111
4369..toString(16) // 1111
(11.25).toString(2) // 1011.01
自定义转换
除了这些原生函数以外,也可以自己实现进制数字之间的转换函数。
根据相应的规则,就可以实现十进制与二进制、十六进制之间的转换的一些方法。
十进制与十六进制转换
以下代码是针对整数在十进制与十六进制之间的转换,根据基本规则进行换算。
十六进制是以
0-9
、a-f
进行描述数字的一种方式,其中 0-9
取本身数字的值,而 a-f
则取 10-15
的值。且字母不区分大小写。
function int2Hex (num = 0) {
if (num === 0) {
return '0'
}
const HEXS = '0123456789abcdef'
let hex
while (num) {
hex = HEXS.charAt(num % 16) + hex
num = Math.floor(num / 16)
}
return hex
}
function hex2Int (hex = '') {
if (typeof hex !== 'string' || hex === '') {
return NaN
}
const hexs = [...hex.toLowerCase()]
let resInt = 0
for (let i = 0; i < hexs.length; i++) {
const hv = hexs[i]
let num = hv.charCodeAt() < 58 ? +hv : ((code - 97) + 10)
resInt = resInt * 16 + num
}
return resInt
}
如果要转换八进制,实际上与十六进制很类似,只需根据八进制的数值范围进行部分改动即可。
八进制一般使用非常少,不单独列出。
下面将重点介绍二进制转换的相关知识,包括小数的二进制表示与转换。
十进制和二进制转换
在十进制与二进制的转换中,我们将考虑小数,理解小数是如何在这两者之间进行转换。
先选定一个数字,比如:
11.125
,我们看下该数字在二进制里的表示:(11.125).toString(2) // 1011.001
可以看到,
11.125
的二进制表示为:1011.001
。下面将以这个数字为例进行转换操作。十进制数字转换成二进制
首先需要了解的是,二进制小数的表示方法是如何得来的:
整数 部分,用二进制表示可以如此计算,数字
11
:11 / 2 ———— 1
5 / 2 ———— 1
2 / 2 ———— 0
1 / 2 ———— 1
整数部分的规则,得到的结果是 从下往上,倒着排
1011
就是二进制的 11
。小数 用二进制表示可以如此计算,小数
0.125
:0.125 × 2 = 0.25 ———— 0
0.25 × 2 = 0.5 ———— 0
0.5 × 2 = 1 ———— 1
只有等于1时才结束,如果结果不等于1将会一直循环下去。小数部分的规则,得到的结果是 从上往下,顺着排
0.001
就是二进制的 0.125
。整数 + 小数,所以
11.125
的二进制表示方式:1011.001
。根据以上整数和小数分开计算的规则,就可以得到一个十进制转二进制的函数,如下:
function c10to2 (num) {
// 整数
const numInteger = Math.floor(num)
// 小数
const numDecimal = num - numInteger
let integers = []
if (numInteger === 0) {
integers = ['0']
} else {
let integerVal = numInteger
while(integerVal !== 1) {
integers.push(integerVal % 2 === 0 ? '0' : '1')
integerVal = Math.floor(integerVal / 2)
}
integers.push('1')
}
const resInteger = integers.reverse().join('')
let decimals = []
if (numDecimal) {
let decimalVal = numDecimal
// 最多取49位的长度
let count = 49
while (decimalVal !== 1 && count > 0) {
decimalVal = decimalVal * 2
if (decimalVal >= 1) {
decimals.push('1')
if (decimalVal > 1) {
decimalVal = decimalVal - 1
}
} else {
decimals.push('0')
}
count--
}
}
const resDecimal = decimals.join('')
return resInteger + (resDecimal ? ('.' + resDecimal) : '')
}
小数在转换成二进制时,会存在无限循环的问题,上面的代码里截取了前49个值。
所以,这里就会引出了一个问题,就是常见的一个数字精度问题:
0.1 + 0.2 != 0.3
。0.1+ 0.2 != 0.3
直接看一下
0.1
转二进制:0.1 × 2 = 0.2
0.2 × 2 = 0.4
0.4 × 2 = 0.8
0.8 × 2 = 1.6
0.6 × 2 = 1.2
0.2 × 2 = 0.4 // 循环开始
0.4 × 2 = 0.8
0.8 × 2 = 1.6
0.6 × 2 = 1.2
...
...
无限循环
0.2
转二进制:0.2 × 2 = 0.4
0.4 × 2 = 0.8
0.8 × 2 = 1.6
0.6 × 2 = 1.2
0.2 × 2 = 0.4 // 循环开始
0.4 × 2 = 0.8
0.8 × 2 = 1.6
0.6 × 2 = 1.2
...
... 无限循环
因为无法得到1,可以发现有限十进制小数,
0.1
转换成了无限二进制小数 0.00011001100...
,0.2
转成了 0.001100110011...
。由于无限循环,必然会导致精度丢失,正好
0.1 + 0.2
计算得到的数字在丢失精度后的最后一位不为0,所以导致结果为:0.30000000000000004
。如果截取精度后最后一位为0,那自然就不存在结果不相等的情况,如
0.1 + 0.6 === 0.7
,事实上,0.1和0.6转二进制后都会丢失精度,但截取到的数值都是0,所以相等。同样不相等的还设有
0.1 + 0.7 !== 0.8
等等。所以是计算时转二进制的精度丢失,才导致的
0.1 + 0.2 !== 0.3
。在 JavaScript 中所有数值都以 IEEE-754 标准的 64 bit 双精度浮点数进行存储的。 IEEE 754 标准的 64 位双精度浮点数的小数部分最多支持53位二进制位。 因浮点数小数位的限制而需要先截断二进制数字,再转换为十进制,所以在进行算术计算时会产生误差。
这里能看到,如果十进制小数要被转化为有限二进制小数,那么它计算后的小数第一位数必然要是
5
结尾才行(因为只有 0.5 × 2
才能变为整数)。二进制数字转换成十进制
方法是:将二进制分成整数和小数两部分,分别进行转换,然后再组合成结果的十进制数值。
整数部分:这里直接使用
parseInt
函数,parseInt('1011', 2) => 11
。小数部分:如
1011.001
的小数位 001
,使用下表的计算方式。小数部分 | 0 | 0 | 1 |
---|---|---|---|
基数的位数次幂 | 2^-1 | 2^-2 | 2^-3 |
每位与基数乘积 | 0 × (2^-1) | 0 × (2^-2) | 1×(2^-3) |
每位乘积结果 | 0 | 0 | 0.125 |
最后的结果是每位乘积结果相加:
0 + 0 + 0.125 = 0.125
。整数与小数合起来,就得到了
1011.001
的十进制数字:11.125
。根据规则,代码实现如下所示:
function c2To10 (binaryStr = '') {
if (typeof binaryStr !== 'string' || binaryStr === '') {
return NaN
}
const [ binIntStr, binDecStr ] = binaryStr.split('.')
let binDecimal = 0
if (binDecStr) {
binDecimal = [...binDecStr].reduce((res, val, index) => {
res += Number(val) * (2 ** (-(index + 1)))
return res
}, 0)
}
return parseInt(binIntStr, 2) + binDecimal
}
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